| 深水顶张力隔水管钻井作业时的非线性振动特性分析 |
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| 引用本文： | 吴鹏,张彦秋,庞世强,吴忠,孙占广.深水顶张力隔水管钻井作业时的非线性振动特性分析[J].动力学与控制学报,2019,17(2):112-120. |
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| 作者姓名： | 吴鹏 张彦秋 庞世强 吴忠 孙占广 |
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| 作者单位： | 兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,青岛,266520;兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,青岛,266520;兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,青岛,266520;兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,青岛,266520;兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,青岛,266520 |
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| 基金项目： | 甘肃省科技计划资助项目(1602GKDA014) |
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| 摘 要： | 隔水管是深水钻井过程中的薄弱环节,其横向振动可能引起偏磨、塌陷、断裂等多种失效形式,研究深水隔水管的横向振动特性,可为深水钻井参数选择和钻完井施工设计提供理论依据,提高隔水管的安全可靠性.将深水隔水管简化成Euler-Bernoulli梁,引入大变形应变-位移方程和弹簧边界条件,利用Hamilton原理建立了波流耦合作用下深水隔水管的运动模型,得到了作业工况时隔水管横向振动的非线性动力学方程,Galerkin离散后,通过数值分析方法研究了深水隔水管的振动稳定性机理.分析结果表明,系统的主共振存在多值和跳跃现象,随着隔水管直径与壁厚之间比值D/τ的增大,系统频响振幅逐渐增大;波浪高度与波浪周期比值H/T增大,幅频响应的带宽逐渐增加,不稳定区域逐渐增大;隔水管长度与波浪有效高度的比值l/H会使主共振跳跃幅值明显增大.波浪周期从3～10s变化时,深水隔水管系统经历着周期运动与混沌运动的交替变化,存在倍周期窗口并具有明显的分叉现象.
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| 关 键 词： | 顶张力隔水管 Hamilton原理 非线性振动 跳跃现象 混沌运动 |
| 收稿时间： | 2018/1/15 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2018/4/9 0:00:00 |
Nonlinear vibration analysis of deepwater top tension riser under drilling condition |
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| Wu Peng,Zhang Yanqiu,Pang Shiqiang,Wu Zhong and Sun Zhanguang.Nonlinear vibration analysis of deepwater top tension riser under drilling condition[J].Journal of Dynamics and Control,2019,17(2):112-120. |
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| Authors: | Wu Peng Zhang Yanqiu Pang Shiqiang Wu Zhong and Sun Zhanguang |
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